[發明專利]采用記憶合金驅動的GEO激光通信用可展遮光罩

有效

• 申請號: 201610396374.9
• 申請日: 2016-06-07
• 公開（公告）號: CN105938232B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 李小明;李響;李家巖;張少文;康一丁;張立中;李英超;孟立新;張家齊;白楊楊
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種采用記憶合金驅動的GEO激光通信用可展遮光罩，屬于空間激光通信技術領域。

背景技術

隨著科學技術的不斷進步，作為空間網絡中繼節點高速通信手段的GEO衛星激光通信技術發展迅速，應用前景良好。由于星載激光通信系統的光學天線安裝在衛星星體外部，天線會受到太陽光的直接照射。陽光直射對系統的主要影響表現為太陽光從主鏡筒進入光學系統后，光學系統受輻照溫度上升，產生熱變形，導致性能下降，無法工作，甚至永久失效。現在抑制太陽熱輻射影響的方法主要是盡量增加遮光罩長度，減小太陽光直接照射入光學系統的角度從而減小進入光學系統的熱輻射能量，遮光罩越長效果越好（參考文獻：Optical IntersatelliteIink experiment between the earth station and ETS-VI，Motokazu SHI KATANI, Sh in YOSHI KADO, Yoshinor I A RIMOTO, Cornrnuncations Research LaboratoryMinistry of Posts and TelecornrnunicationsKoganei-shi,Tokyo, JAPAN SPIE Vol. 1218 Free-Space Laser Communication Technologies 11(1990)）；但該方法受發射時火箭整流罩包絡尺寸的限制，遮光罩徑長比受限，減小太陽光直射角度的效果有限；同時陽光傾斜射入時，背陽面遮光罩內表面受照溫度上升，必需采取溫控措施降低溫度，避免二次輻射對光學系統的影響，因此對遮光罩的散熱能力要求較高。

為了解決以上問題出現了隨動式可伸展遮光罩，采用伸縮式結構，在發射時收縮，減小尺寸，滿足整流罩對系統尺寸的要求；發射升空后，遮光罩展開增加長度，獲得較好的遮光效果。同時，遮光罩設計為斜口形式，并隨太陽方向轉動，始終保持遮光罩長邊朝向太陽，起到遮擋作用，減小進入遮光罩的太陽光，短邊處于背陽面，減小太陽光對遮光罩內壁的照射，有利于降低遮光罩溫度，起到更好的熱效果。（參考文獻：蔣范明，陳凡勝，地球同步軌道隨動可展異形遮光罩技術研究[J]，紅外技術，2012,2（34）。）但是上述斜口式遮光罩隨太陽轉動時，需要驅動動力源和轉動機構，增加了系統重量， 降低了可靠性，并且存在彈性結構不易保證系統剛度、柔性遮光材料易破損、內表面無法設計消光環結構等缺點。

本專利提出了一種采用記憶合金驅動的GEO激光通信用可展遮光罩，其特點是可展部分采用硬質材料設計為分瓣結構，采用記憶合金驅動，在不需要動力源和轉動機構的前提下，可展部分能夠隨太陽照射方向自動展開或收起，起到與上述隨動式可展遮光罩相同的效果。通過以上方法能夠在改善陽光照射引起光學系統溫升，提高激光通信系統的可通時間的同時，降低系統重量，提高可靠性。

發明內容

為了減小太陽光對GEO星載激光通信系統的影響，減少太陽光照射引起的不可工作時間，提高激光通信系統的可用性，本發明提出了一種采用記憶合金驅動的GEO激光通信用可展遮光罩。

其組成和實現步驟如下：遮光罩由可展遮陽板1、記憶合金2、導熱體3、遮光罩本體4、安裝法蘭5和鎖緊機構6組成；

其中，記憶合金2與導熱體3導熱連接，保證兩者可以互相傳熱；記憶合金2兩端分別與遮光罩本體4和可展遮陽板1隔熱連接，三者之間相互不傳導熱量；記憶合金2能夠帶動可展遮陽板1運動；可展遮陽板1展開后能夠通過鎖緊機構6與遮光罩本體4鎖緊；記憶合金2外漏部分采用隔熱處理；遮光罩本體4和安裝法蘭5為一體，通過安裝法蘭5與光學系統連接；遮光罩本體4上安裝多組由可展遮陽板1、記憶合金2和導熱體3構成的獨立的可展結構，各導熱體3之間相互不傳導熱量；

記憶合金2具有隨溫度變化的特性，當記憶合金2溫度低于設定的臨界溫度時，其處于形狀為U型的收縮狀態，帶動可展遮陽板1收起；展遮陽板1收起時不完全遮擋導熱體3；記憶合金2溫度高于臨界溫度時，轉化為伸展狀態，伸展為直板，帶動可展遮陽板1展開；

設計時，臨界溫度高于地面、發射時的環境溫度和發射后導熱體3處于太空并且不被太陽照射時的溫度，保證此時可展遮陽板1可靠收起；同時臨界溫度低于導熱體3受太陽照射時的溫度，保證導熱體3受照時，可展遮陽板1可以展開。

實現步驟

步驟1、處于地面或發射狀態時，記憶合金2溫度低于臨界溫度，所有記憶合金2處于收縮狀態，帶動所有可展遮陽板1收起，遮光罩處于收起狀態；